[发明专利]钢板的冷却方法

说明书

技术领域

本发明涉及在钢板的热轧工序或热处理工序中、当对在多对约束辊对之间进行约束、通板中的温度为几百度以上的钢板(主要是厚钢板，以下称作“钢板”)的上下表面喷射冷媒(由水或水与空气的混合体构成的冷却媒体，以下称作“冷却水”、“冷媒”、“水”)而进行冷却时、为了能够进行上下均匀的冷却、得到形状特性及材质特性均匀且高品质的钢板而采用的钢板的冷却方法。 

背景技术

例如，具备将热轧后的高温的钢板通过冷却水急冷(加速冷却)、得到淬火效果、对钢板赋予高强度的特性的被称作控制冷却的工序的钢板制造设备已被实用化。 

作为在这里使用的控制冷却装置，在特开昭61-1420号公报的图1等中，公开了在由热精轧机轧制后的钢板的上下面侧分别配置具有多个喷嘴的集管机构、从上下的喷嘴群喷射冷却水而进行强制冷却的技术。 

但是，在具备这样的控制冷却装置的以往的钢板制造设备中，起因于通过控制冷却装置加速冷却时的钢板上下表面的冷却不平衡等，有与以往的空冷的情况相比容易发生基于翘曲的形状不良的问题。 

该形状不良以从钢板的上面侧和下面侧喷射的冷却水变动的差异带来的冷却速度的差、或者板宽方向的冷却水流的变动差为主要原因此发生，产生板厚方向、板宽方向的非对称的内部应力，使产品的形状劣化，在显著的情况下，除了该形状不良以外，有时会发生钢材强度、延伸等机械特性降低等的问题。 

此外，在制造多个同一规格的产品时，也有在各产品间发生品质偏差的问题。这主要是因为冷却停止温度的变动带来的钢材组织的相变偏差而发生的。 

近年来，对于钢板的机械性质的均匀性、制造相同规格产品时的制造批次内的偏差的限制也变得严格。 

在现状下，为了容许冷却时的偏差并将产品保持为一定的品质以上，通过钢材成分、轧制模式等的控制、制造后的再处理等，修正冷却停止温度的偏差。如果能够降低冷却停止温度的偏差，则能够缓和钢材成分、轧制模式等的制造条件，并且能够省略制造后的热处理等，能够享受的经济效果很大。 

此外，作为在对钢板上下表面进行冷却时、防止冷却停止温度的偏差、实现防止形状不良的发生、确保机械性质的稳定的技术，以往有测量水冷时的钢板上下表面温度、根据温度差预测变形量、并控制向钢板上下表面的注水量以抑制变形的技术。 

例如，如日本特开平2-179819号公报中记载的那样，公开了具有在材质上确保预先设定的冷却结束温度、并且控制从上下面喷射的冷却水量、以将水冷时的热钢板的翘曲量控制在规定值内的功能的热轧钢板的冷却控制装置。 

在该日本特开平2-179819号公报中公开的技术是基于预先给出的热钢板的各物性值、以上面与下面单位求出冷却水量与热传导率的关系、根据该关系预测板厚方向温度分布的冷却过程中的温度履历、根据该温度分布履历预测热钢板的翘曲量、控制从上下面喷射的冷却水量、以将该翘曲量控制在规定范围内。 

在该技术中，在输送方向上将多个约束辊对间构成作为一个控制单位的冷却区域，在该冷却区域内，将各约束辊对间的上面喷嘴群、下面喷嘴群的冷却水量在区域内分别控制为相同的量。可以配置多个该冷却区域，能够通过板厚、板长等的各条件及冷却开始温度、冷却停止温度等要素进行使用冷却区域的调节(灵活运用)。并且，关于钢板的冷却控制，公开了通过变更注水量与通板速度来进行的技术。此外，公开了在热钢板的宽度方向上、在端部的遮挡部与中央部进行不同的冷却速度的修正的技术。此时，作为在温度履历计算中使用的冷却时的热传导率的预测值，在上述各个冷却区域中设定以注水量和钢板温度为要素进行变化的热传导率。 

但是，在该日本特开平2-179819号公报中公开的技术，例如，如图10 所示，将在各约束辊对2₁、2₂之间约束输送中的钢板1在具备多个具有多个喷嘴3的上、下面喷嘴群6a、6b的冷却装置6的钢板冷却区域(距离L：在通常的情况下是0.7m～1.5m左右)进行冷却的情况下，难以稳定确保冷却控制精度，难以充分应对上述各要求。 

根据本发明者们的见解，为了高精度地预测钢板的温度履历、以高精度进行对应于预测的喷射冷媒量的控制，需要充分地考虑在各约束辊对间的钢板冷却区域中在钢板输送方向或钢板宽度方向上变化的热传导率的推移。